铜矿地质特征及找矿前景范文

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《安徽地质杂志》2016年第1期

摘要：

通过对江宁区杨库村铜矿的地质背景、矿床地质特征、围岩蚀变及矿床成因、成矿控矿条件的分析研究，并与相邻已知矿区进行对比，结合近几年的工作成果，阐述了杨库村铜矿的找矿前景。

关键词：

地质特征；成矿控矿条件；找矿前景

0引言

矿区位于江宁区江宁镇境内，北东距约45km，面积2.9km2。矿区地处宁芜火山断陷北段娘娘山破火山口北东外缘，双虎、嵇村火山喷发中心周围[1,5]。铜矿体赋存于白垩系下统白头山组粗安岩中北西向、近东西向断裂破碎带里，矿体产状、形态严格受断裂破碎带控制。单个铜矿体长60～150m不等，视厚度1.01～5.08m。单样铜品位在0.20～1.10%之间[11]。笔者通过2012—2014年约三年时间对杨库村铜矿的普查工作，获得了一些成果，进而探讨一下杨库村铜矿的地质特征及找矿前景。

1区域地质概况

1.1地层区域

地层隶属于扬子地层区，下扬子地层分区，宁芜地层小区北部境内。出露地层为中生界陆相火山岩。主要有：中生代侏罗系上统大王山组（J3d），白垩系下统姑山组（K1g）、白头山组（K1b）和娘娘山组（K1n）等（图1）。

1.2构造区域

大地构造位于扬子准地台之下扬子台褶带上，属淮阳山字型东翼反射弧（宁镇弧）之西段。位于宁芜火山构造洼地北段南部。褶皱有宁芜向斜和凤凰山—乔木山倒转背斜。纵向断裂构造主要有：安德门—娘娘山隐伏（基底）大断裂、方山—小丹阳断裂（断裂带）。横向断裂有：板桥—凤凰山断块构造断裂带、江宁镇—横溪断裂带、铜井—小丹阳断裂带。另外还发育一些北北东、北东东、北北西三级次级断裂，其中后者最为发育，呈带状展布，直接控制铜（金）石英脉带的分布。娘娘山为破火山口，与其伴生的放射状、环状断裂十分发育。除娘娘山火山机构外，区内还有双虎、嵇村火山机构及麻山爆发角砾岩筒及其伴生的放射状、环状断裂构造等，为铜（金）矿成矿提供了有利的成矿条件。

1.3岩浆岩区域

岩浆岩为燕山晚期岩浆活动产物，岩石类型主要为粗安斑岩、粗面斑岩、黝方霓辉正长斑岩、假白榴斑岩、二长霓辉正长岩、二长斑岩、石英二长斑岩及石英二长岩等。

2矿区地质

2.1地层

矿区出露地层为中生界陆相火山岩。主要有：中生代白垩系下统姑山组（K1g）、白头山组（K1b）和娘娘山组（K1n）（见图2）。现由老到新分述如下：

2.1.1白垩系下统姑山组（K1g）：共分上、中、下三段

（1）姑山组上段（K1g3）：为一套粉红、灰白色的英安质熔结凝灰岩。

（2）姑山组中段（K1g2）：为一套浅灰色的石英安山岩。

（3）姑山组下段（K1g1）：为一套由紫红、紫灰色安山质沉火山碎屑岩与凝灰质粉砂岩、页岩的组合。

2.1.2白垩系下统白头山组（K1b）：共分上、中、下三段

（1）白头山组上段（K1b3）：上部为沉火山碎屑岩与粉砂岩、泥质粉砂岩互层。下部为粗安质火山岩，主要为熔岩。

（2）白头山组中段（K1b2）：为一套偏安山质的粗安岩。上部为黑云母辉石粗安岩，下部为角闪石辉石粗安岩。

（3）白头山组下段（K1b1）：为沉火山碎屑岩、沉积岩。

2.1.3白垩系下统娘娘山组（K1n）：共分上、中、下三段

（1）娘娘山组上段（K1n3）：为黝方石响岩夹响岩质熔结凝灰岩。

（2）娘娘山组中段（K1n2）：为粗面质熔结集块岩、角砾岩、凝灰岩。

（3）娘娘山组下段（K1n1）：为粗面质火山碎屑岩。

2.2构造

2.2.1褶皱

矿区褶皱不发育，主要为火山岩层组成的单斜构造，走向大致NE20°～40°，倾向NW，倾角6°～20°。

2.2.2断裂

矿区断裂构造主要为NE向纵向安德门—娘娘山区域构造的次级张性断裂，共发现两组控矿断裂：a.主要为NNW向（走向330°左右）张扭性断裂，为控制矿体主要断裂，倾向NE，倾角70°～85°，组成宽1～60m不等的角砾岩构造破碎带，有尖灭再现，尖灭侧现现象；b.次为近东西向张压扭性断裂，为次要控矿断裂。

2.3岩浆岩矿区

岩浆岩主要为次火山岩，有粗安斑岩、粗面斑岩、二长斑岩、石英二长斑岩及石英二长岩等。与成矿有关的主要是粗安斑岩。嵇村粗安斑岩铜背景192.3×10-6，变化系数339.0%[5]。2.4矿化与蚀变围岩蚀变强烈，有硅化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化、重晶石化等。矿化主要有黄铁矿化、黄铜矿化、斑铜矿化、孔雀石、褐铁矿化、镜铁矿化、菱铁矿化等。

3矿床地质

3.1矿体特征

铜矿体赋存于白垩系下统白头山组粗安岩中北西向、近东西向断裂破碎带里，矿体产状、形态严格受断裂破碎带控制（见图3）。单个铜矿体长60～150m不等，视厚度1.01～5.08m。单样铜品位在0.20%～1.10%之间，矿体产状与破碎带基本一致。矿区内共圈出铜矿体4个（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），其中将Ⅰ、Ⅱ号矿体又进一步划分为工业矿体Ⅰ-1、Ⅱ-1和低品位矿体Ⅰ-2、Ⅱ-2。矿体总体呈脉状和透镜体状，形态简单。

3.2矿石质量

3.2.1矿石的矿物成分

矿石矿物主要是黄铜矿，另有少量斑铜矿、蓝辉铜矿、孔雀石、铜蓝、黄铁矿、自然金、银金矿、方铅矿等，呈脉状、团块状、浸染状及薄膜状等产出；脉石矿物为石英、重晶石、碳酸盐、菱铁矿、褐铁矿等，呈团块状、角砾状、脉状等，以胶结物形势充填于破碎带中。矿石中主要金属矿物显微镜下特征：黄铜矿：反射色铜黄色，弱非均质性，他形粒状，粒径一般在0.1～0.3mm，个别达0.8mm，交代黄铁矿，被斑铜矿和蓝辉铜矿交代（见照片2、3）。斑铜矿：反射色淡玫瑰棕色，均质性，他形粒状，粒径一般小于0.05mm，沿黄铜矿的边部和裂隙交代黄铜矿（见照片1、2、3）。蓝辉铜矿：反射色灰蓝色，均质性，他形粒状，粒径一般小于0.05mm，交代黄铜矿和斑铜矿（见照片3）。黄铁矿：反射色淡黄色，均质性，他形-半自形粒状，粒径一般小于0.2mm，被黄铜矿交代（见照片2、3）。方铅矿：反射色白色，均质性，他形粒状，粒径一般小于0.06mm，与黄铜矿连生，被斑铜矿和蓝辉铜矿交代（见照片2）。

3.2.2矿石的化学成分

矿石品位不均匀，单样品位Cu：0.11%～1.10%；Ag：0.66～20.5g/t（可作伴生有益元素综合利用）；Au和S含量均很低；TFe6.31%～17.08%。矿区共圈定6个矿体，主要成分的质量分数变化特征（见表1）：3.2.3矿石结构构造矿石结构以他形粒状、自形晶粒状为主；矿石构造以细脉状为主，块状次之，地表氧化矿石主要呈放射性、薄膜状构造。

3.3矿石类型

3.3.1矿石的工业类型

为含斑铜矿黄铜矿矿石；含方铅矿斑铜矿蓝辉铜矿黄铜矿矿石：黄铁矿黄铜矿矿石

3.3.2矿石的成因类型

为含铜锰菱铁矿（褐铁矿）石英脉型和含铜破碎带蚀变岩型。

3.4矿体围岩及夹石

3.4.1矿体围岩

矿体顶底板围岩为白垩系下统白头山组的粗安质火山碎屑岩、粗安岩等。

3.4.2矿体夹石

矿体夹石为构造角砾岩及重晶石、石英、方解石等。其铜矿化较强，详情见表2。

3.5矿床成因及找矿标志

3.5.1矿床成因

综上所述，杨库村铜矿属火山岩地区中低温热液脉状充填型矿床。

3.5.2找矿标志及找矿方向

矿区内双虎、嵇村火山机构及其伴生的放射状、环状断裂构造等，成矿条件有利，可为今后寻找火山岩地区中低温热液脉状充填型铜矿的找矿标志和找矿方向。

3.6矿床伴生有益元素

矿区内伴生有益元素主要是银，矿区六个矿体均不同程度的含银，单样含量在0.66～20.5g/t之间，详见表3：由表3可见，矿体中与铜伴生的银含量较高，尤其Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅳ号三个矿体。另外，普查施工的ZK301孔在170.47~181.77m见一构造破碎带，视厚度11.30m，其中在171.47~176.47m处见到一视厚度5m的重晶石矿化破碎带，局部地段（173.47~174.47m）为重晶石矿矿体（详见表4），该重晶石矿化破碎带同时还具铜矿化，铜含量在235×10-6~868×10-6之间，银丰度也较高，含量在1.42×10-6~2.89×10-6之间。

4找矿前景

4.1与相邻的矿区对比

本矿区具有铜井铜矿相同的成矿控矿条件—地层、构造、岩浆热液活动及地质特征等（见表5）。由表可见，杨库村铜矿与附近的铜井铜矿相类似，有寻找铜井铜矿式矿床的可能。

4.2成矿机理分析

（1）矿区位于区域性北东向安德门—娘娘山断裂喷发带双虎、嵇村火山喷发带东缘，其伴生的NNW向、NW向、近EW向断裂构造极为发育，为岩浆上涌、矿液运移富集提供了有利的通道和空间。

（2）矿体围岩白头山组粗安岩及火山碎屑岩，其元素组合为Fe-S-Cu，且Ag、Au背景较高[7]，为成矿提供了一定物质来源。

（3）矿区燕山晚期岩浆活动强烈，多期次的次火山活动、浅成侵入活动（粗安斑岩、石英二长斑岩及石英二长岩等）为成矿热液形成提供了主要物质来源和动力。成矿热液携带着Cu、Ag等成矿元素，沿断裂破碎带上升同时又淬取了围岩中部分成矿元素，当物理化学环境发生变化时充填沉淀成矿[1]。由于矿区岩浆活动是多期次的，使先期形成的矿（化）体在后期岩浆活动中又进一步重组富集形成工业矿体。

4.3找矿前景分析

（1）目前已经控制的单个铜矿体长60~150m不等，视厚度1.01~5.08m。呈脉状、透镜体状，单样铜品位在0.20%~1.10%之间，矿体产状与破碎带基本一致，并且矿体向下有增富增厚的趋势（见图3），故该矿床具有很好的找矿前景。

（2）本次勘查对揭露到的矿体沿走向和倾向还没有控制。可进一步对已经揭露到的矿体沿走向和倾向进行控制，扩大资源量。

（3）本次普查获得的多处物、化探异常没有进行工程验证，尤其是化探土壤测量剖面18+1、19、20、21线剖面铜、金、银、汞、砷、锑、钨、钼等多元素异常，分布在矿区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号矿体上部及走向延伸部位，值得进一步进行工程验证。另外物探激电JD2、JD5号异常推测下部可能有隐伏岩体，也值得进一步查证。

（4）本次普查施工的ZK301孔在170.47~181.77m见一重晶石矿化破碎带，其规模较大，且铜矿化强烈，可对该重晶石矿化破碎带进一步开展查证工作，寻找铜矿体。

（5）可进一步加强双虎、嵇村火山机构及其伴生的放射状、环状断裂构造破碎带的地质找矿工作[6]。笔者认为在杨库村矿区寻找火山岩地区“中低温热液脉状充填型矿床”，同时兼顾“斑岩型矿床”[1,6,12]是有可能的。

参考资料：

[1]王文斌,等.宁芜地区铁铜黄铁矿成矿地质特征及找矿标志（火山作用与成矿）[R].重工业局地质综合研究组，1973.

[2]李四光.地质力学方法[M].北京：科学出版社，1979.

[3]陈国达,等.成矿构造研究法[M].北京：地质出版社，1978.

[4]吴利仁,等.华东及邻区中、新生代火山岩[M].北京：科学出版社，1984.

[5]侯龙海,徐德安,董福友,等.宁芜北段1：5万区域地质调查报告[R].地矿局第一地质大队.1986.

[6]冶金工业部地质研究所.中国斑岩铜矿[M].北京：科学出版社，1984.

[7]陈忠锐,等.江宁县铜井铜矿地质勘探最终报告[R].地质队，1960.

[8]丁承祚.江宁县陈家山矿区初步勘探报告[R].地质队，1961.

[9]刁在湘,高世贤,等.铜井金矿区矿山地质勘探报告[R].金源黄金有限责任公司，2002.

[10]孙瑛,高仕银,陈富宏.江宁区杨库村铜（金）矿普查大功率激电工作成果报告[R].地质勘查技术院，2013.

[11]赵青友.江宁区杨库村铜（金）矿普查地质报告[R].地矿局第一地质大队，2014.

[12]余元昌,等.湖北省大冶县铜绿山接触交代铜铁矿床[R].湖北省鄂东南地质大队，1985.

作者:赵青友 陆益成 单位:地质矿产局第一地质大队 地质矿产局第三地质大队